【摘要】：石油管道作為油氣的載體,連接了上游資源和下游用戶。截止到目前,全世界已經(jīng)有幾百萬公里的管道在運行。然而石油管道埋設(shè)在土壤黑箱介質(zhì)中,植物根系特別是穿透力強、擠壓力大的多年生喬木根系的生長對石油管道3PE防腐層的穿透、擠壓等物理機械破壞作用確實存在,不容忽視。本研究以川南地區(qū)廣泛分布的5種典型植物馬尾松(Pinusmassoniana)、香樟(Cinnamomum camphora)、杉木(Cunninghamialanceolata)、黃葛樹(Ficus virens Ait.var.sublanceolata)、楠竹(Phyllostachyspubescens)為研究對象,采用典型選樣法,調(diào)查了川南5種典型植物根系的分布情況,運用微根管法、土壓力計法,同時在室內(nèi)利用瓊脂模擬試驗,擬合了川南地區(qū)5種典型植物的根系垂直分布模型、根系水平分布模型、根系穿透力模型及根系擠壓力模型,并綜合評估了5種植物根系對石油管道3PE防腐層的影響。主要研究結(jié)果如下:(1)根據(jù)川南地區(qū)5種典型植物根系生物量垂直分布特征,運用Gale等構(gòu)建的根系垂直分布模型Y=1-β~d進行模擬計算。構(gòu)建了5種典型植物根系的垂直分布模型:香樟:Y=1-(0.9846)~d(R~2=0.9843)黃葛樹:Y=1-(0.8013)~d(R~2=0.9310)杉木:Y=1-(0.9473)~d(R~2=0.9669)馬尾松:Y=1-(0.9562)~d(R~2=0.8572)楠竹:Y=1-(0.9794)~d(R~2=0.9503)(2)根據(jù)川南地區(qū)5種典型植物的根系生物量的水平分布特征,構(gòu)建了5種典型植物根系水平分布的根系生物量—水平距離模型:y=ax~2+bx+c擬合精度均在0.8以上,說明二次函數(shù)模型擬合較好,可以作為預(yù)測5種植物根系的水平分布情況。(3)擬合了川南地區(qū)5種典型植物的根系穿透力—根尖直徑回歸模型:y=-ax~2+bx擬合精度均在0.9以上,說明二次函數(shù)模型擬合較好,可以用來預(yù)測5種典型植物根系的最大穿透力。(4)擬合了川南地區(qū)5種典型植物的根系擠壓力—時間模型、根系擠壓力—根系生物量模型、根系擠壓力—根系直徑模型,其中根系擠壓力—時間模型擬合度最高,均大于0.97,可以用來預(yù)測根系擠壓力達到最大值時的月份。本研究調(diào)查了川南5種典型植物的根系分布情況,并構(gòu)建了5種典型植物的根系穿透力模型、根系擠壓力模型,預(yù)測了5種典型植物根系最大穿透力及根系最大擠壓力出現(xiàn)的月份。但是并未觀測到5種典型植物根系有穿透石油管道3PE防腐層的現(xiàn)象。5種典型植物對石油管道3PE防腐層產(chǎn)生了擠壓,但是沒有出現(xiàn)5種植物根系擠壓石油管道3PE防腐層產(chǎn)生形變的現(xiàn)象。植物根系在觸碰到3PE材料后生長呈現(xiàn)旋轉(zhuǎn)彎曲現(xiàn)象。通過野外調(diào)查和室內(nèi)模擬研究結(jié)果得出,川南地區(qū)五種植物根系生物量與垂直/水平距離的相關(guān)關(guān)系(y=1-β~d、y=ax~2+bx+c)以及植物冠幅與根系水平分布的相關(guān)關(guān)系(y=ax+b),根系生長具有一定的季節(jié)規(guī)律;植物根系對輸氣管道的主要影響是以根系生長過程中的擠壓和穿透作用為主機械破壞作用,穿透力至少是9.67 MPa(模型擬合為13.28MPa,楠竹為22.72 MPa),擠壓力最大為9.44 kpa,周圍土體對管道所造成的最大壓力值為896.69 kpa。由此,提出川南地區(qū)深根植物杉木、香樟、馬尾松等分布在輸氣管道中心線兩側(cè)各5m范圍內(nèi)時具有潛在威脅;另外,黃葛樹、楠竹等植物的根系水平分布超過5m,應(yīng)同樣視為對輸氣管道具有潛在威脅。
【圖文】：

儀器設(shè)備安裝正面圖

16圖 3-2儀器設(shè)備安裝立面圖3.5.3 根系影像的處理從 2015年 3~9 月，2016年 1~3 月，每間隔一個月用土壤原位 360 度多層次旋轉(zhuǎn)光電耦合圖像監(jiān)測儀（微根管袖珍影像成像系統(tǒng)，，CI-600 Root Scanner）對同一位置的土壤、根系剖面圖像進行不變形的線性數(shù)據(jù)獲取，非破壞性的原位
【學位授予單位】：四川農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：Q948;TE988.2

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本文編號：2610821